宮川蜜橘成年果樹(shù)的營(yíng)養(yǎng)需求特征

馬進(jìn)川，鄒平，俞巧鋼，丁潮洪，周大云，孫萬(wàn)春，葉靜，馬軍偉*

(1.浙江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 環(huán)境資源與土壤肥料研究所，浙江 杭州 3110021； 2.麗水市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院，浙江 麗水 323000)

柑橘是我國(guó)廣泛種植的果樹(shù)品種之一。據(jù)中國(guó)農(nóng)業(yè)統(tǒng)計(jì)資料數(shù)據(jù)顯示，2016年我國(guó)柑橘播種面積達(dá)256萬(wàn)hm2，占果園總面積的23.5%，產(chǎn)量達(dá)到3 816.8萬(wàn)t，占水果總產(chǎn)量的15.1%。溫州蜜柑是我國(guó)分布范圍最廣、栽培數(shù)量最多、生產(chǎn)上最重要的柑橘品種，栽培面積和產(chǎn)量約占我國(guó)柑橘的一半。宮川蜜橘(CitrusunshiuMarc. cv. unbergii Nakai)屬于溫州蜜柑品種宮川品系，是我國(guó)早熟溫州蜜柑的當(dāng)家品種[1]。

麗水市是浙江省重要的柑橘產(chǎn)區(qū)，2017年全市柑橘種植面積8 727 hm2，占果園總面積的28.7%，產(chǎn)量107 085 t，占水果總產(chǎn)量的30.7%[2]。宮川柑橘具有果形佳、轉(zhuǎn)色快、風(fēng)味好等特點(diǎn)，是該地橘農(nóng)實(shí)施柑橘非設(shè)施化栽培最適宜的品種[3]。隨著柑橘種植面積的增加，產(chǎn)能的擴(kuò)大，果品市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈。面對(duì)一體化市場(chǎng)格局，提升果品、降低成本、提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力是實(shí)現(xiàn)柑橘產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的必由之路。然而，當(dāng)前柑橘生產(chǎn)中仍存在管理粗放、施肥不規(guī)范、果農(nóng)憑經(jīng)驗(yàn)種植等問(wèn)題，從而導(dǎo)致了肥料利用率低、產(chǎn)量和品質(zhì)下降等問(wèn)題，這不僅造成了資源的浪費(fèi)，同時(shí)也易于引起環(huán)境污染[4-9]。因此，根據(jù)柑橘不同生長(zhǎng)階段的養(yǎng)分需求合理施肥對(duì)提高養(yǎng)分利用率具有重要的意義。目前關(guān)于宮川蜜橘的研究主要集中在果汁香氣成分[10]、栽培技術(shù)[11]、灌溉對(duì)裂果的影響[12]等，而對(duì)果樹(shù)養(yǎng)分吸收特性研究較少。本研究通過(guò)葉片營(yíng)養(yǎng)元素分析對(duì)宮川蜜橘一個(gè)生長(zhǎng)周期內(nèi)(一年)植株葉片中養(yǎng)分元素含量的變化進(jìn)行研究，為科學(xué)合理地進(jìn)行農(nóng)田養(yǎng)分管理提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)果園基本情況

試驗(yàn)于2017年4月至2018年3月在浙江省麗水蓮都區(qū)的一個(gè)代表性果園進(jìn)行，果園位于老林曳嶺腳，種植柑橘品種為宮川蜜橘，667 m2種植密度為62株，樹(shù)齡5年。土壤質(zhì)地為培泥沙土，pH值6.2，有機(jī)質(zhì)18.5 g·kg-1，全氮1.1 g·kg-1，堿解氮130.7 mg·kg-1，速效磷26.3 mg·kg-1，速效鉀83.9 mg·kg-1。一個(gè)生長(zhǎng)周期內(nèi)施肥2次，分別在果實(shí)收獲后和花芽分化前期(春季)施用復(fù)合肥(芭田，N、P2O5、K2O各15%)900 kg·hm-2，羊糞22 500 kg·hm-2，菜餅肥900 kg·hm-2，其他農(nóng)業(yè)措施與當(dāng)?shù)剞r(nóng)民習(xí)慣保持一致。根據(jù)麗水蓮都區(qū)柑橘生長(zhǎng)的物候期特點(diǎn)，將柑橘的年生長(zhǎng)周期劃分為5個(gè)階段，分別是開(kāi)花期(4—5月)、幼果期(6—7月)、果實(shí)膨大期(8—10月)、成熟期(11—12月)和花芽分化前期(1—3月)，分析不同時(shí)期柑橘葉片中氮(N)、磷(P)、鉀(K)、鈣(Ca)、鎂(Mg)、硼(B)含量的變化。

1.2 樣本采集與分析

本研究在柑橘的年生長(zhǎng)周期內(nèi)，分別于每月26日采取果樹(shù)葉片進(jìn)行分析，采樣時(shí)從果樹(shù)的相同部位采集葉20～25片，根據(jù)果園面積采用S形取樣，每667 m2果園取樣5株，然后將采集樣品進(jìn)行混合粉碎處理，制成待測(cè)樣。

葉片中N、P、K的測(cè)定采用H2SO4-H2O2消煮，并分別利用堿解擴(kuò)散法、鉬銻抗比色法和火焰光度計(jì)法測(cè)定N、P和K的含量。Ca、Mg和B的測(cè)定，采用干灰化法對(duì)樣品進(jìn)行處理，然后利用原子分光光度計(jì)測(cè)定Ca和Mg含量，用姜黃素比色法測(cè)定B含量。

果實(shí)收獲期測(cè)定果實(shí)產(chǎn)量，收獲后測(cè)定果實(shí)品質(zhì)指標(biāo)，如單果重、果肉比、可食率等，以及果實(shí)中氮、磷、鉀的含量，具體測(cè)定方法參見(jiàn)文獻(xiàn)[13]。

1.3 數(shù)據(jù)處理

采用Microsoft Excel 2010和SPSS 17.0數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析軟件對(duì)研究結(jié)果進(jìn)行分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 果實(shí)產(chǎn)量及品質(zhì)

在當(dāng)前施肥和農(nóng)田管理水平下，可實(shí)現(xiàn)宮川蜜橘單產(chǎn)22 500 kg·hm-2，達(dá)到豐產(chǎn)水平。其中果實(shí)品質(zhì)指標(biāo)分別為：平均單果重92.8 g、果肉比71.9%、含水率84.2%、可食率73.1%、總糖9.30%、VC含量332.0 mg·kg-1、固酸比10.5、TSS 10.9%；另外果實(shí)中氮、磷和鉀含量分別為1.01%、0.06%和0.58%。通過(guò)果實(shí)收獲移走的氮、磷和鉀養(yǎng)分量分別為228.0 kg·hm-2、31.5 kg·hm-2和141.0 kg·hm-2。

2.2 葉片營(yíng)養(yǎng)元素含量的變化趨勢(shì)

宮川蜜橘葉片中營(yíng)養(yǎng)元素含量隨時(shí)間呈現(xiàn)動(dòng)態(tài)變化，如圖1所示。隨著生育期的推進(jìn)，葉片中氮和鉀含量均呈現(xiàn)降低、增加、再降低的趨勢(shì)，而磷的含量呈現(xiàn)先降低再略微增加的趨勢(shì)。開(kāi)花期葉片中氮、磷養(yǎng)分含量達(dá)到最大值，分別為3.27%和0.37%；葉片中鉀含量在果實(shí)膨大期達(dá)到最高，為1.18%；從幼果期到果實(shí)膨大期，葉片中氮、鉀含量增加明顯，而磷含量略有增加。在整個(gè)生育期內(nèi)，葉片中鈣、硼元素的含量呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢(shì)，分別在成熟期和幼果期達(dá)到最大含量，為2.66%和3.59%；鎂的含量變化不大，僅在花芽分化前期略有增加然后降低。

在5個(gè)生長(zhǎng)階段中，柑橘葉片營(yíng)養(yǎng)元素平均含量變化如表1所示。結(jié)果表明，開(kāi)花期和果實(shí)膨大期是柑橘對(duì)氮、磷、鉀養(yǎng)分需求的關(guān)鍵時(shí)期；從開(kāi)花期到果實(shí)收獲期，隨著果實(shí)的生長(zhǎng)植株對(duì)鈣的需求逐漸增加；硼的吸收在幼果期急劇增加，然后隨果實(shí)的生長(zhǎng)而緩慢降低；葉片中鎂的含量變化不大，僅花芽分化前期較其他時(shí)期有所增加，可能與段時(shí)期新葉的生長(zhǎng)有關(guān)。

表1 不同生長(zhǎng)階段宮川蜜橘葉片中養(yǎng)分元素的含量

2.3 不同生育時(shí)期的營(yíng)養(yǎng)需求特點(diǎn)

在不同生育時(shí)期，葉片中各營(yíng)養(yǎng)元素含量的比例不同，如表2所示。宮川蜜橘在各生育期，N∶K在1.00∶0.27與1.00∶0.36之間，其中在成熟期和果實(shí)膨大期對(duì)鉀的要求最高，均為1.00∶0.36；N∶P為1.00∶0.05與1.00∶0.09之間，其中在開(kāi)花期和花芽分化前期對(duì)磷的需求最高，分別為1.00∶0.09和1.00∶0.08；N∶Ca在各生育期變化幅度較大，為1.00∶0.44與1.00∶1.10之間，其中開(kāi)花期N∶Ca最低，為1.00∶0.44，花芽分化前期達(dá)到最大，為1.00∶1.10；N∶Mg為1.00∶0.10與1.00∶0.15之間，除在花芽分化前期達(dá)到1.00∶0.15外，其他時(shí)期均穩(wěn)定在1.00∶0.10與1.00∶0.12之間；N∶B為1.00∶0.83×10-4與1.00∶1.33×10-4之間，開(kāi)花期N∶B最低，為1.00∶0.83×10-4，花芽分化前期N∶B最高，為1.00∶1.33×10-4。

整個(gè)生育期內(nèi)，葉片中N∶K∶P∶Ca∶Mg∶B比例的均值為1.00∶0.07∶0.33∶0.83∶0.11∶1.13×10-4。

圖1 宮川蜜橘葉片中養(yǎng)分元素含量的動(dòng)態(tài)變化趨勢(shì)

表2 不同生長(zhǎng)階段宮川蜜橘葉片養(yǎng)分含量比

3 討論

葉片是光合產(chǎn)物合成的場(chǎng)所，一般而言，每生長(zhǎng)一個(gè)柑橘果實(shí)需要30～35片正常的葉片來(lái)提供營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，柑橘植株葉片養(yǎng)分含量的變化可以為肥料的合理施用提供參考[6,14]。葉片營(yíng)養(yǎng)元素分析是植株?duì)I養(yǎng)診斷推薦施肥的方法之一，在生產(chǎn)中已有較為廣泛的應(yīng)用。本文結(jié)果表明，柑橘葉片中養(yǎng)分元素含量隨時(shí)間呈現(xiàn)動(dòng)態(tài)變化。本文結(jié)果與唐志鵬等[15]柑橘葉片養(yǎng)分分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)比表明，在當(dāng)前施肥管理情況下，幼果期和花芽分化前期植株氮素缺乏，其余階段植株葉片氮含量屬于適量范疇；植株葉片中磷的含量在開(kāi)花期處于較高水平，其他時(shí)期屬于適量范疇；植株葉片中鉀的含量在幼果期和花芽分化前期處于缺乏等級(jí)，而其他時(shí)期葉片中鉀含量均屬于適量范疇(表3)。總體而言，大量元素氮、磷和鉀的供應(yīng)基本滿足植株生長(zhǎng)需求，然而施肥時(shí)間需要根據(jù)柑橘果樹(shù)養(yǎng)分吸收規(guī)律進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。有研究表明，鈣、硼有助于促進(jìn)果樹(shù)果實(shí)中干物質(zhì)的累積、糖分的轉(zhuǎn)運(yùn)，改善水果品質(zhì)等作用；其中鈣主要表現(xiàn)為促進(jìn)果實(shí)成熟、果面光滑，酸少味甜；硼表現(xiàn)為提高植株的坐果率和產(chǎn)量，促進(jìn)葉片中糖運(yùn)輸?shù)焦麑?shí)及根系中，提高可食率等[16-18]。植株葉片中鈣的含量結(jié)果表明，除成熟期葉片中鈣含量達(dá)到適量等級(jí)外，其余時(shí)期均處于缺乏狀態(tài)，尤其是開(kāi)花期處于嚴(yán)重缺乏狀態(tài)；而葉片中硼的含量均低于適宜范圍(50～150 mg·kg-1)[18]。鎂的作用主要體現(xiàn)在促進(jìn)光合效率，提高果實(shí)干物質(zhì)積累。植株葉片中鎂的含量除幼果期和花芽分化前期處于適量等級(jí)外，其余時(shí)期也均處于缺乏等級(jí)。這表明在柑橘生長(zhǎng)中農(nóng)民對(duì)中微量元素補(bǔ)充的重視程度不夠，需要加以關(guān)注。

表3 宮川蜜橘葉片養(yǎng)分含量的等級(jí)

植物的生長(zhǎng)發(fā)育需要不斷地從外界獲取養(yǎng)分以滿足生命活動(dòng)的需求，由于植物不同生長(zhǎng)階段具有不同的使命，這也導(dǎo)致了不同生育期植株需肥特點(diǎn)有所差異。陳家龍等[19]指出柑橘葉片中各元素含量之間的平均比值為氮∶磷∶鉀∶鈣∶鎂為1.00∶0.06∶0.54∶1.18∶0.11；該結(jié)果與本研究結(jié)果無(wú)量級(jí)差別，但數(shù)值存在一定偏差，這可能是由于產(chǎn)地、品種及生長(zhǎng)階段等的差異所引起。根據(jù)植物的養(yǎng)分需求規(guī)律合理施肥可以提高肥料的利用效率，有助于實(shí)現(xiàn)節(jié)約成本提高產(chǎn)量的目的。按照果樹(shù)合理施肥量=(果樹(shù)吸收量-土壤供應(yīng)量)/肥料利用率，土壤供應(yīng)量按吸收量的1/3計(jì)算[20]。有研究表明，當(dāng)柑橘果樹(shù)掛果量達(dá)到100個(gè)果實(shí)時(shí)，植株所吸收的氮、磷和鉀養(yǎng)分的57.4%、40.9%和87.0%分配到果實(shí)中[21]。因本研究中柑橘果園處于盛果期，在果樹(shù)所需養(yǎng)分的估算中，我們將果實(shí)中氮、磷、鉀養(yǎng)分累積量按總吸收量的57.4%、40.9%和87.0%計(jì)算，肥料利用率分別按N 30%～35%[22]、P 20%～25%、K 35%～40%進(jìn)行計(jì)算。單產(chǎn)22 500 kg·hm-2柑橘果實(shí)(豐產(chǎn)水平)的合理施肥量為：N 750～885 kg·hm-2，P2O5195～255 kg·hm-2，K2O 270～330 kg·hm-2。在實(shí)際生產(chǎn)中，無(wú)機(jī)養(yǎng)分投入量為N 270 kg·hm-2、P2O5270 kg·hm-2和K2O 270 kg·hm-2，羊糞養(yǎng)分量為N 585 kg·hm-2、P2O5465 kg·hm-2和K2O 1 080 kg·hm-2(羊糞中N、P2O5、K2O含量分別為1.31%、1.03%和2.40%[23])，菜餅肥養(yǎng)分量為N 90 kg·hm-2、P2O530 kg·hm-2和K2O 30 kg·hm-2(菜餅肥中N、P2O5、K2O含量分別為5.25%、1.81%和1.35%[24-25])，總養(yǎng)分投入量為N 945 kg·hm-2、P2O5765 kg·hm-2和K2O 1 380 kg·hm-2。總體而言，有機(jī)肥的投入在一定程度上提高了宮川蜜橘果實(shí)的品質(zhì)[26]，但總的養(yǎng)分投入量遠(yuǎn)高于該產(chǎn)量水平下的合理養(yǎng)分施用量。因此，在實(shí)際生產(chǎn)中，我們需要根據(jù)果樹(shù)的養(yǎng)分需求量及土壤養(yǎng)分的供應(yīng)量適當(dāng)降低總養(yǎng)分的投入量；另一方面，應(yīng)根據(jù)果樹(shù)養(yǎng)分需求規(guī)律，調(diào)整施肥時(shí)間，以保證果樹(shù)生長(zhǎng)的養(yǎng)分需求。